EP0812994B1 - Durchbiegungseinstellwalze - Google Patents

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EP0812994B1
EP0812994B1 EP97106965A EP97106965A EP0812994B1 EP 0812994 B1 EP0812994 B1 EP 0812994B1 EP 97106965 A EP97106965 A EP 97106965A EP 97106965 A EP97106965 A EP 97106965A EP 0812994 B1 EP0812994 B1 EP 0812994B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
elements
roll
controlled deflection
roll shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97106965A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0812994A1 (de
Inventor
Joachim Dr. Grabscheid
Christian Schiel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP0812994A1 publication Critical patent/EP0812994A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0812994B1 publication Critical patent/EP0812994B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/02—Bearings
    • F16C13/022—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle
    • F16C13/024—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle
    • F16C13/026—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle by fluid pressure
    • F16C13/028—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle by fluid pressure with a plurality of supports along the length of the roll mantle, e.g. hydraulic jacks
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0206—Controlled deflection rolls
    • D21G1/0213—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member
    • D21G1/022—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member the means using fluid pressure

Definitions

  • the invention relates to a deflection adjustment roller a circumferential roller shell, the roller shell axially penetrating yoke and several in the axial direction of the roller by far hydrostatic and / or hydrodynamic support elements through which the Roller jacket on the yoke, forming an intermediate one Fluid cushion is supported, wherein a liquid discharge device is provided to operating fluid, in particular Lubricant that accumulates inside the roller during operation and a fluid ring flowing around the support elements
  • the inner circumference of the roll shell forms from the inside of the roll to remove.
  • DE 38 15 462 C shows a further deflection adjustment roller of the type mentioned above, on both sides of the support elements rectangular web parts are provided, the side of the respective support element in the direction of an adjacent support element protrude and that formed between the support elements Narrow flow channels.
  • the object of the invention is a deflection adjusting roller to create the type mentioned in the simple and reliable way the inside of the roller The amount of fluid and the associated splashing power losses be reduced to a minimum can.
  • the support elements and act provided fluid stripping elements targeted to that of Rolled jacket taken and flowing around the support elements Fluid, with the strippable by the fluid stripping elements Oil quantity is optimized so that the contained inside the roller Fluid quantity reduced to a minimum and thus the sufficient fluid film layers formed on the inner surface of the roll can be kept thin and accordingly the The splashing power losses occurring around the support elements are low.
  • the fluid wiping elements arranged at least in part and / or trained to use only the Deflection adjustment roller are effective as the bottom roller, i.e. if the support elements and thus the fluid wiping elements in the top half of the roller while in use the deflection adjustment roller as the top roller, i.e. if the support elements and thus the fluid wiping element in the oil sump forming on the roller bottom are ineffective stay.
  • the support elements are simply rounded trained and protrude preferably blade-shaped trained fluid wiping elements each approximately radially from the support elements, each in the flowing around the fluid ring facing the front area Support elements lie and opposed to the fluid ring are, if they are effective, and in each case in the flowing around fluid ring facing away from the rear Support elements lie and in the direction of flow of the fluid are directed if they are ineffective.
  • the tips of the fluid wiping elements can advantageously with the respective support element by one about horizontal web to be connected to the flow resistance of the fluid wipers to decrease when they are ineffective.
  • the webs expediently extend each from the tips of the fluid wiping elements to the area of the parallel to the roll axis Central axis of the support elements.
  • two fluid wiping elements on opposite sides and especially symmetrical to the central axis of the respective support element are formed.
  • the axial one Length of the scraper elements greater than the distance between the support members, thereby creating the discrete fluid rings that after leaving the formed between the support elements Flow channels become a little wider over their full To be able to remove the width from the roll shell.
  • the scraper elements can also be active when the fluid wiping elements are effective to include those between the effective ones Fluid wiping elements still flowing narrow Wipe off fluid rings from the inner circumference of the roller shell.
  • Fluid wiping elements and / or the scraper elements at least a fluid intake for a gravity assisted Fluid discharge assigned. This can be a relatively expensive process There is no fluid suction.
  • the fluid wiping elements and / or the scraper elements at least one air baffle upstream be, which forms a gap with the roller shell, which is dimensioned in this way is that operating fluid entrained by the roller jacket passes through, but little boundary layer air that is within of the operating fluid is entrained by the roller jacket. This ensures that the fluid wiping elements or the scraped off fluid calmly can flow away and not through the entrained by the roller jacket Air is swirled. This is already achieved when the gap is only a few mm high.
  • Figure 1 shows a schematic cross-sectional view Deflection adjusting roller according to the present invention.
  • This comprises a circumferential roller shell 1, the roller shell 1 axially penetrating yoke 2 and several in the axial direction the roller is arranged next to each other at a distance a hydrostatic and / or hydrodynamic support elements 3, through the roll shell 1 on the yoke 2 under training an intermediate fluid cushion supported and under Formation of a press nip can be pressed radially against a counter roller 22 is.
  • the support elements 3 are each piston-shaped and sealingly used in pressure chambers 10 which in the yoke 2 are formed and with a supply line 11 Pressurized fluid are supplied to the support elements 3 against the To press the inner surface of the roll shell 1.
  • the support elements 3 each have a roll shell side Sliding surface 14 formed in the hydraulic pressure pockets 12 are connected to the respective pressure chamber via lines 13 10 are connected and fed by this.
  • FIG. 3 and 4 are round Outer periphery of the support elements 3 each have two fluid wiping elements 4 symmetrical to the transverse to the roller axis X Center axis of the respective support element 3 is formed.
  • the fluid wiping elements 4 each project laterally from the Support elements 3 and extend into between the adjacent support elements 3 flow channels formed into the flow channels in a targeted manner Support elements 3 flowing operating fluid from the inner surface to strip the roll shell 1.
  • the fluid wiping elements 4 are designed such that they only in one rotation of the roll shell 1 Are effective while being in the opposite direction Direction of the rotating roller jacket 1 essentially remain ineffective.
  • the fluid wiping elements 4 are designed in the shape of a blade and each project approximately radially from the support elements 3 from where they each face the fluid flow F. front area of the support elements 3 and the Roll jacket 1 entrained fluid flow F opposite are, if they are effective, as indicated in Figure 3 is.
  • the fluid wiping elements 4th each in the rear facing away from the flowing fluid F. Area of the support elements 3 and are in the direction of flow of the fluid F directed, as shown in Figure 4, so that they offer low flow resistance and therefore are ineffective.
  • the tips of the fluid wiping elements with the support element 3 by one approximately in the flow direction extending reinforcing web 23 connected by the Point of the fluid wiping element 4 starting approximately tangentially connects to the circumference of the support element 3.
  • the fluid wiping elements 4 the fluid entrained by the roller jacket 1 F opposed and therefore effective, so that the support elements 3 flowing fluid F from the inner surface of the Roll shell 1 is scraped off.
  • the stripped fluid F is in a fluid holder attached to the side of the yoke 2 7 collected and via a discharge line 8 and a central Discharge line 9 led out of the roller.
  • the axial length l is that of the support elements 3 by half a pitch T of the support element arrangement offset scraper elements 5 in the present case somewhat larger than the distance a between the support elements 3 to the discrete fluid rings that after leaving the between the channels 3 formed channels become somewhat wider, decrease over its full width from the roll shell 1 can.
  • the scraper elements 5 are like the fluid wiping elements 4 formed such that they only in one direction of rotation Roll shell 1 are effective, namely when the to Support elements 3 provided fluid wiping elements 4 ineffective are then in place of the fluid wiping elements 4 between the support elements 3 on the inner surface of the roll shell Strip the fluid rings formed from the roller jacket 1 to be able to.
  • the scraper element 5 by spring force against the inner surface of the roll shell 1 pressed.
  • the blade is designed Scraper element 5 preferably about a perpendicular to the roller axis X.
  • Axis B pivotally attached to a plunger 15, the in a receptacle 16 provided in the yoke 2 radially to Roll sleeve is slidably guided.
  • a compression spring 6 is inserted through which the scraper element 2 pressed against the inner surface of the roll shell 1 becomes.
  • the scraper elements 5 are each with one of the inner surface of the roll shell 1 facing inclined surface 17, through which between the inner circumference of the roll shell 1 and the respective scraper element 5 held against it a wedge gap results. So that the scraper elements 5 are only effective with roller jacket 1 rotating in a direction R, while facing you in the opposite direction rotating roller shell 1 due to the caused by the wedge gap let fluid flow through hydrodynamic effect.
  • the fluid wiping elements 4 are ineffective and extend from that facing away from the fluid Back of the support elements 3 approximately in the flow direction, see above that hardly any fluid is stripped from the roll shell 1 by them and it is only used for channeling the between the Support elements 3 flowing fluid serve as in Figure 4 is shown.
  • the Scraper elements 5 in their effective position to the between the support elements 3 channeled fluid rings from To strip off roller jacket 1.
  • a fluid intake 7 is also assigned to the scraper elements 5, which collects the stripped fluid.
  • the fluid intake 7 is via a discharge line opening into the bottom thereof 8 with the central discharge line provided in yoke 2 9 connected, which is lower than the fluid intake 7, so that the fluid is due solely to the hydrostatic pressure or gravity can drain. Suction is in usually not required.
  • each air baffle 20 which each form a gap with the roll shell 1
  • the distance between Air baffle 20 and inner circumference of the roll shell 1 is preferably less than 5 mm.
  • Fluid intake 7 also between two at the top of the Yokes 2 provided strips 21 formed to fluid from the fluid wiping elements provided on the top of the yoke 2 4 or scraper elements 5 is stripped to collect.
  • the fluid intake 7 is connected via a down pipe 24 the central discharge channel 9 connected to the in Fluid intake 7 to collect collected fluid from the roller.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungseinstellwalze mit einem umlaufenden Walzenmantel, einem den Walzenmantel axial durchsetzenden Joch und mehreren in Axialrichtung der Walze mit Abstand nebeneinanderliegenden hydrostatischen und / oder hydrodynamischen Stützelementen, durch die der Walzenmantel am Joch unter Ausbildung eines dazwischenliegenden Fluidpolsters abgestützt ist, wobei eine Flüssigkeitsabführeinrichtung vorgesehen ist, um Betriebsfluid, insbesondere Schmiermittel, das sich im Betrieb im Walzeninneren sammelt und einen die Stützelemente umströmenden Fluidring am Innenumfang des Walzenmantels bildet, aus dem Walzeninneren zu entfernen.
Bei einer solchen Durchbiegungseinstellwalze muß das beispielsweise über die Stützelemente zugeführte Betriebsfluid, insbesondere Öl, wieder aus dem Walzeninneren abgeführt werden. Bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als Unterwalze kann das Fluid durch die obenliegenden Stützelementen von der Innenfläche des Walzenmantels abgeschabt und schwerkraftunterstützt ausgetragen werden. Bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als oberwalze mit untenliegenden Stützelementen ist dies nicht möglich, und deshalb ist bei einer aus der DE 25 50 366 A1 bekannten, als Oberwalze verwendeten Durchbiegungseinstellwalze ein Schöpfring vorgesehen, der zwischen dem Joch und einem Endabschnitt des Walzenmantels angeordnet ist.
Die DE 38 15 462 C zeigt eine weitere Durchbiegungseinstellwalze der obengenannten Art, bei der an den Stützelementen beidseitig rechteckige Stegteile vorgesehen sind, die seitlich von dem jeweiligen stützelement in Richtung eines benachbarten Stützelements abragen und die die zwischen den stützelementen gebildeten Strömungskanäle verengen.
Problematisch bei den bisher bekannten Durchbiegungseinstellwalzen ist insbesondere, daß sich in der Walze relativ dicke Ölringe bilden können, die wiederum hohe Planschleistungsverluste mit sich bringen, die insbesondere bei der Umströmung der Stützelemente auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Durchbiegungseinstellwalze der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einfache und zuverlässige Weise die im Walzeninnern enthaltene Fluidmenge und entsprechend die damit einhergehenden Planschleistungsverluste auf ein Minimum herabgesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu der Flüssigkeitsabführeinrichtung mehrere an den Stützelementen ausgebildete Fluidabstreifelemente gehören, die seitlich von dem jeweiligen Stützelement in Richtung eines benachbarten Stützelements abragen und in den zwischen den Stützelementen gebildeten Strömungskanälen das die Stützelemente umströmende Fluid vom Walzenmantel abstreifen und daß nachdem sich bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als Oberwalze und als Unterwalze in ein- und derselben Maschine in der Regel unterschiedliche Drehrichtungen für den Walzenmantel ergeben, die Fluidabstreifelemente zumindesk teilweise derart angeordnet und / oder ausgebildet, sind, daß sie nur bei einer Drehung des Walzenmantels in einer Richtung wirksam sind, während sie bei sich in der entgegengesetzten Richtung drehendem Walzenmantel im wesentlichen unwirksam bleiben.
Bei dieser Ausbildung wirken die Stützelemente und die an ihnen vorgesehenen Fluidabstreifelemente gezielt auf das vom Walzenmantel mitgenommene und die Stützelemente umströmende Fluid, wobei durch die Fluidabstreifelemente die abstreifbare Ölmenge optimiert wird, so daß die im Walzeninneren enthaltene Fluidmenge auf ein Minimum reduziert und damit die an der Walzeninnenfläche gebildeten Fluidfilmschichten hinreichend dünn gehalten werden kann und entsprechend die beim Umströmen der Stützelemente auftretenden Planschleistungsverluste gering sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fluidabstreifelemente zumindest teilweise derart angeordnet und / oder ausgebildet, daß sie nur bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als Unterwalze wirksam sind, d.h. wenn die Stützelemente und damit die Fluidabstreifelemente in der oberen Walzenhälfte liegen, während sie bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als Oberwalze, d.h. wenn die Stützelemente und damit die Fluidabstreifelement in dem sich am Walzenboden bildenden Ölsumpf liegen, unwirksam bleiben.
Hierzu sind die Stützelemente einfacherweise rundlich ausgebildet und ragen die vorzugsweise klingenförmig ausgebildeten Fluidabstreifelemente jeweils etwa radial von den Stützelementen ab, wobei sie jeweils in dem dem umströmenden Fluidring zugewandten vorderen Bereich der Stützelemente liegen und dem Fluidring entgegengerichtet sind, wenn sie wirksam sind, und jeweils in dem dem umströmenden Fluidring abgewandten hinteren Bereich der Stützelemente liegen und in Strömungsrichtung des Fluids gerichtet sind, wenn sie unwirksam sind.
In vorteilhafter Weise können die Spitzen der Fluidabstreifelemente mit dem jeweiligen Stützelement jeweils durch einen etwa horizontalen Steg verbunden sein, um den Strömungswiderstand der Fluidabstreifelemente zu verringern, wenn sie unwirksam sind. Dabei erstrecken sich die Stege zweckmäßigerweise jeweils von den Spitzen der Fluidabstreifelemente bis in den Bereich der parallel zu Walzenachse verlaufenden Mittelachse der Stützelemente.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß an den Stützelementen jeweils zwei Fluidabstreifelemente auf gegenüberliegenden Seiten und insbesondere symmetrisch zu der quer zur Walzenachse verlaufenden Mittelachse des jeweiligen Stützelements ausgebildet sind.
Um die Fluidringe, die dadurch entstehen, daß vom Walzenmantel mitgenommenes Fluid die Stützelemente umströmt, auch dann gezielt abzustreifen, wenn die Fluidabstreichelemente unwirksam sind, sind am Innenumfang des Walzenmantels über dessen axiale Länge verteilt Schaberelemente vorgesehen sind, die bezüglich der Stützelemente auf Lücke angeordnet sind. Bei dieser Ausbildung wirken die Fluidabstreifelemente gezielt auf die diskreten Fluidringe, die dadurch entstehen, daß vom Walzenmantel mitgenommenes Fluid die Stützelemente umströmt. Damit läßt sich die im Walzeninneren enthaltene Fluidmenge auf ein Minimum reduzieren. Gleichzeitig werden die Reibungsverluste gering gehalten. Diese sind insbesondere im Vergleich zu denen einer durchgehenden Abstreifklinge deutlich herabgesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die axiale Länge der Schaberelemente größer als der Abstand zwischen den Stützelementen, wodurch die diskreten Fluidringe, die nach dem Verlassen der zwischen den Stützelementen gebildeten Strömungskanäle etwas breiter werden, über ihre volle Breite vom Walzenmantel abnehmen zu können. Die Schaberelemente können aber auch aktiv sein, wenn die Fluidabstreifelemente wirksam sind, um auch die zwischen den wirksamen Fluidabstreifelementen noch durchströmenden schmalen Fluidringe vom Innenumfang des Walzenmantels abzustreifen.
Bei einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform ist den Fluidabstreifelementen und / oder den Schaberelementen wenigstens eine Fluidaufnahme für einen schwerkraftunterstützten Fluidaustrag zugeordnet. Damit kann eine relativ aufwendige Fluidabsaugung entfallen.
Außerdem kann den Fluidabstreifelementen und / oder den Schaberelementen wenigstens ein Luftablenkblech vorgeschaltet sein, das mit dem Walzenmantel einen Spalt bildet, der so bemessen ist, daß vom Walzenmantel mitgerissenes Betriebsfluid hindurchgeht, jedoch nur wenig Grenzschichtluft, die innerhalb des Betriebsfluids vom Walzenmantel mitgerissen wird. Hierdurch wird erreicht, daß das von den Fluidabstreifelementen bzw. den Schaberelementen abgestriffene Fluid ruhig abfließen kann und nicht durch die vom Walzenmantel mitgerissene Luft verwirbelt wird. Dies wird schon erreicht, wenn der Spalt nur wenige mm hoch ist.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Durchbiegungseinstellwalze wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1
eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer als Unterwalze verwendeten Durchbiegungseinstellwalze,
Figur 2
eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer als Oberwalze verwendeten Durchbiegungseinstellwalze,
Figur 3
in vergrößerter Draufsicht ein Stützelement einer erfindungsgemäßen Durchbiegungseinstellwalze;
Figur 4
eine Draufsicht auf die abgewickelte Innenfläche des Walzenmantels der in Figur 1 gezeigten Durchbiegungseinstellwalze,
Figur 5
in vereinfachter schematischer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer als Oberwalze verwendeten Durchbiegungseinstellwalze und
Figur 6
in Draufsicht ein Stützelement der in Figur 5 dargestellten Durchbiegungseinstellwalze mit vorgeschaltetem Luftablenkblech.
Figur 1 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung eine Durchbiegungseinstellwalze gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese umfaßt einen umlaufenden Walzenmantel 1, ein den Walzenmantel 1 axial durchsetzendes Joch 2 und mehrere in Axialrichtung der Walze mit Abstand a nebeneinanderliegend angeordnete hydrostatische und / oder hydrodynamische Stützelemente 3, durch die Walzenmantel 1 am Joch 2 unter Ausbildung eines dazwischenliegenden Fluidpolsters abgestützt und unter Bildung eines Preßspalts radial gegen eine Gegenwalze 22 anpreßbar ist.
Die Stützelemente 3 sind jeweils kolbenförmig ausgebildet und dichtend in Druckkammern 10 eingesetzt, die in dem Joch 2 ausgebildet sind und über eine Versorgungsleitung 11 mit Druckfluid versorgt werden, um die Stützelemente 3 gegen die Innenfläche des Walzenmantels 1 zu drücken.
Die Stützelemente 3 besitzen jeweils eine walzenmantelseitige Gleitfläche 14, in der hydraulische Drucktaschen 12 ausgebildet sind, die über Leitungen 13 mit der jeweiligen Druckkammer 10 verbunden sind und durch diese gespeist werden.
Wie in den Figuren 3 und 4 erkennbar ist, sind am runden Außenumfang der Stützelemente 3 jeweils zwei Fluidabstreichelemente 4 symmetrisch zur quer zur Walzenachse X verlaufenden Mittelachse des jeweiligen Stützelements 3 ausgebildet. Die Fluidabstreifelemente 4 ragen jeweils seitlich von den Stützelementen 3 ab und erstrecken sich in die zwischen den nebeneinanderliegenden Stützelementen 3 gebildeten Strömungskanäle hinein, um gezielt in den Strömungskanälen das die Stützelemente 3 umströmende Betriebsfluid von der Innenfläche des Walzenmantels 1 abzustreifen.
Dabei sind die Fluidabstreifelemente 4 derart ausgebildet, daß sie nur bei einer Drehung des Walzenmantels 1 in einer Richtung wirksam sind, während sie bei sich in der entgegengesetzten Richtung drehendem Walzenmantel 1 im wesentlichen unwirksam bleiben.
Dazu sind die Fluidabstreifelemente 4 klingenförmig ausgebildet und ragen jeweils etwa radial von den Stützelementen 3 ab wobei sie jeweils in dem dem Fluidstrom F zugewandten vorderen Bereich der Stützelemente 3 liegen und dem vom Walzenmantel 1 mitgerissenen Fluidstrom F entgegengerichtet sind, wenn sie wirksam sind, wie dies in Figur 3 angedeutet ist.
Wenn die Stützelemente 3 aus der entgegengesetzten Richtung angeströmt werden, liegen dann die Fluidabstreifelemente 4 jeweils in dem dem umströmenden Fluid F abgewandten hinteren Bereich der Stützelemente 3 und sind in Strömungsrichtung des Fluids F gerichtet, wie dies in Figur 4 gezeigt ist, so daß sie einen geringen Strömungswiderstand bieten und daher unwirksam sind.
Um den Strömungswiderstand hierbei so gering wie möglich zu halten und die relativ schmalen Fluidabstreifelemente 4 zu verstärken, sind die Spitzen der Fluidabstreifelemente mit dem Stützelement 3 durch jeweils einen etwa in Strömungsrichtung verlaufenden Verstärkungssteg 23 verbunden, der von den Spitze des Fluidabstreifelements 4 ausgehend etwa tangential an den Umfang des Stützelementes 3 anschließt.
Bei der in Figur 1 dargestellten Unterwalze sind die Fluidabstreifelemente 4 dem vom Walzenmantel 1 mitgerissenen Fluid F entgegengerichtet und damit wirksam, so daß das die Stützelemente 3 umströmende Fluid F von der Innenfläche des Walzenmantels 1 abgeschabt wird. Das abgestreifte Fluid F wird in einer seitlich am Joch 2 angebrachten Fluidaufnahme 7 aufgefangen und über eine Abführleitung 8 und eine zentrale Austragsleitung 9 aus der Walze herausgeführt.
An der den Stützelementen 3 gegenüberliegenden Unterseite des Jochs 2 sind mehrere, über die axiale Länge des Walzenmantels 1 verteilte Schaberelemente 5 vorgesehen. Diese sind, wie insbesondere in Figur 4 gut erkennbar ist, bezüglich der Stützelemente 3 auf Lücke angeordnet, um Fluid, das zwischen den Stützelementen 3 durchströmt und dabei kanalisiert wird, vom Innenumfang des Walzenmantels 1 abzustreifen.
Dabei ist die axiale Länge l der gegenüber den Stützelementen 3 um eine halbe Teilung T der Stützelementenanordnung versetzten Schaberelemente 5 im vorliegenden Fall etwas größer als der Abstand a zwischen den Stützelementen 3, um die diskreten Fluidringe, die nach dem Verlassen der zwischen den Stützelementen 3 gebildeten Kanäle etwas breiter werden, über ihre volle Breite von dem Walzenmantel 1 abnehmen zu können.
Die Schaberelemente 5 sind wie die Fluidabstreifelemente 4 derart ausgebildet, daß sie nur in einer Drehrichtung des Walzenmantels 1 wirksam sind, nämlich dann, wenn die an den Stützelementen 3 vorgesehenen Fluidabstreifelemente 4 unwirksam sind, um dann anstelle der Fluidabstreifelemente 4 die zwischen den Stützelementen 3 an der Innenfläche des Walzenmantels gebildeten Fluidringe vom Walzenmantel 1 abstreifen zu können.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Schaberelement 5 durch Federkraft gegen die Innenfläche des Walzenmantels 1 gepreßt. Hierzu ist das klingenartig ausgebildete Schaberelement 5 vorzugsweise um eine zur Walzenachse X senkrechte Achse B schwenkbar an einem Stößel 15 befestigt, der in einer im Joch 2 vorgesehenen Aufnahme 16 radial zum Walzenmantel verschiebbar geführt ist. In die Aufnahme 16 ist eine Druckfeder 6 eingesetzt, durch die das Schaberelement 2 gegen die Innenfläche des Walzenmantels 1 gepreßt wird.
Die Schaberelemente 5 sind jeweils mit einer der Innenfläche des Walzenmantels 1 zugewandten Schrägfläche 17 versehen, durch die sich zwischen dem Innenumfang des Walzenmantels 1 und dem jeweiligen, gegen diesen gehaltenen Schaberelement 5 ein Keilspalt ergibt. Damit sind die Schaberelemente 5 nur bei sich in einer Richtung R drehendem Walzenmantel 1 wirksam, während sie bei sich in der entgegengesetzten Richtung drehendem Walzenmantel 1 aufgrund des durch den Keilspalt bewirkten hydrodynamischen Effekts Fluid durchlassen.
Bei der in Figur 1 dargestellten und die Unterwalze einer Preßvorrichtung bildenden Durchbiegungseinstellwalze, bei der sich der Walzenmantel in der mit "R" bezeichneten Richtung dreht, sind die an den Stützelementen 3 vorgesehenen Fluidabstreifelemente 4 wirksam und streifen das die Stützelemente 3 umströmende Fluid von der Innenfläche des Walzenmantels 1 ab. Dabei sind die Schaberelemente 5 unwirksam und lassen aufgrund des durch den Keilspalt zwischen der Schrägfläche 17 und dem Walzenmantel 1 bewirkten hydrodynamischen Effekts Fluid durch.
Wenn die Walze als Oberwalze verwendet wird, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, sind die Fluidabstreifelemente 4 unwirksam und erstrecken sich von der dem Fluid abgewandten Rückseite der Stützelemente 3 etwa in Strömungsrichtung, so daß durch sie kaum Fluid vom Walzenmantel 1 abgestriffen wird und sie lediglich zur Kanalisierung des zwischen den Stützelementen 3 durchströmenden Fluids dienen, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Demgegenüber befinden sich die Schaberelemente 5 in ihrer wirksamen Stellung, um die zwischen den Stützelementen 3 kanalisierten Fluidringe vom Walzenmantel 1 abzustreifen.
Den Schaberelementen 5 ist ebenfalls eine Fluidaufnahme 7 zugeordnet, welche das abgestriffene Fluid auffängt. Die Fluidaufnahme 7 ist über eine in deren Boden mündende Abführleitung 8 mit der im Joch 2 vorgesehenen zentralen Austragsleitung 9 verbunden, die tiefer liegt als die Fluidaufnahme 7, so daß das Fluid allein aufgrund des hydrostatischen Drucks bzw. Schwerkraft abfließen kann. Ein Absaugen ist damit in der Regel nicht erforderlich.
Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist, kann es vorteilhaft sein, den Fluidabstreifelementen 4, aber auch den Schaberelementen 5, jeweils Luftablenkbleche 20 vorzuschalten, die mit dem Walzenmantel 1 jeweils einen Spalt bilden, der so bemessen ist, daß zwar vom Walzenmantel 1 mitgerissenes Betriebsfluid durch den Spalt strömen kann, aber nur wenig Grenzschichtluft. Hierdurch wird erreicht, daß das von den Fluidabstreifelementen 4 bzw. den Schaberelementen 5 abgestriffene Fluid ruhig abfließen kann. Der Abstand zwischen Luftablenkblech 20 und Innenumfang des Walzenmantels 1 ist vorzugsweise kleiner als 5 mm.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist die Fluidaufnahme 7 außerdem zwischen zwei an der Oberseite des Jochs 2 vorgesehenen Leisten 21 gebildet, um Fluid, das von den an der Oberseite des Jochs 2 vorgesehenen Fluidabstreifelementen 4 bzw. Schaberelementen 5 abgestreift wird, aufzufangen. Die Fluidaufnahme 7 ist über eine Falleitung 24 mit dem zentralen Austragskanal 9 verbunden, um das in der Fluidaufnahme 7 gesammelte Fluid aus der Walze herauszuführen.
Bezugszeichenliste
1
Walzenmantel
2
Joch
3
Stützelement
4
Fluidabstreichelement
5
Schaberelement
6
Druckfeder
7
Fluidaufnahme
8
Abführleitung
9
zentrale Äustragsleitung
10
Druckkammer
11
Versorgungsleitung
12
Drucktasche
13
Leitung
14
Gleitfläche
15
Stößel
16
Aufnahme
17
Schrägfläche
18
Fluidaufnahme
19
Kanal
20
Luftablenkblech
21
Leisten
22
Gegenwalze
23
Steg
24
Falleitung
a
Abstand zwischen Stützelementen
1
Länge der Schaberelemente
B
Achse
F
Fluid
R
Drehrichtung
T
Teilung
X
Walzenachse

Claims (15)

  1. Durchbiegungseinstellwalze mit einem umlaufenden Walzenmantel (1), einem den Walzenmantel (1) axial durchsetzenden Joch (2) und mehreren in Axialrichtung der Walze mit Abstand (a) nebeneinanderliegenden hydrostatischen und / oder hydrodynamischen Stützelementen (3), durch die der Walzenmantel (1) am Joch (2) unter Ausbildung eines dazwischen liegenden Fluidpolsters abgestützt ist, wobei eine Flüssigkeitsabführeinrichtung vorgesehen ist, um Betriebsfluid, insbesondere Schmiermittel, das sich im Betrieb im Walzeninneren sammelt und einen die Stützelemente (3) umströmenden Fluidring am Innenumfang des Walzenmantels (1) bildet, aus dem Walzeninneren zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Flüssigkeitsabführeinrichtung mehrere an den Stützelementen (3) ausgebildete Fluidabstreifelemente (4) gehören, die seitlich von dem jeweiligen Stützelement (3) in Richtung eines benachbarten Stützelements (3) abragen, in den zwischen den Stützelementen (3) gebildeten Strömungskanälen das die Stützelemente (3) umströmende Fluid vom Walzenmantel () abstreifen und die Fluidabstreifelemente (4) zumindest teilweise derart angeordnet und / oder ausgebildet sind, daß sie nur bei einer Drehung des Walzenmantels (1) in einer Richtung wirksam sind, während sie bei sich in der entgegengesetzten Richtung drehendem Walzenmantel (1) im wesentlichen unwirksam bleiben.
  2. Durchbiegungs einstellwalze nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei runden Stützelementen (3) die Fluidabstreifelemente (4) jeweils etwa radial von den Stützelementen (3) abragen, wobei sie jeweils in dem dem umströmenden Fluidring zugewandten vorderen Bereich der Stützelemente (3) liegen und dem Fluidring entgegengerichtet sind, wenn sie wirksam sind, und jeweils in dem dem umströmenden Fluidring abgewandten hinteren Bereich der Stützelemente (3) liegen und in Strömungsrichtung des Fluids gerichtet sind, wenn sie unwirksam sind.
  3. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Fluidabstreifelemente (4) mit dem jeweiligen Stützelement (3) jeweils durch einen etwa in Strömungsrichtung verlaufenden Verstärkungssteg (23) verbunden sind, um den Strömungswiderstand der Fluidabstreifelemente (4) zu verringern, wenn sie unwirksam sind.
  4. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstege (23) jeweils von den Spitzen der Fluidabstreifelemente (4) ausgehend etwa tangential an den Umfang der Stützelemente (3) anschließen.
  5. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß an den Stützelementen (3) jeweils zwei Fluidabstreifelemente (4) ausgebildet sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Stützelements (3) angeordnet sind.
  6. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß Fluidabstreifelemente (4) an den Stützelementen (3) jeweils symmetrisch zu der quer zur Walzenachse (X) verlaufenden Radialebene durch die Mittelachse des jeweiligen Stützelements (3) ausgebildet sind.
  7. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6
    dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidabstreifelemente (4) zumindest teilweise derart angeordnet und / oder ausgebildet sind, daß sie nur bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als Unterwalze wirksam sind, d.h. wenn die Stützelemente (3) und damit die Fluidabstreifelemente (4) in der oberen Walzenhälfte liegen, während sie bei einer Verwendung der Durchbiegungseinstellwalze als Oberwalze, d.h. wenn die Stützelemente (3) und damit die Fluidabstreifelemente (4) in der unteren Walzenhälfte liegen, unwirksam bleiben.
  8. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des Walzenmantels (1) über dessen axiale Länge verteilt Schaberelemente (5) vorgesehen sind, die bezüglich der Stützelemente (3) auf Lücke angeordnet sind, um zwischen den Stützelementen (3) durchströmendes Fluid vom Innenumfang des Walzenmantels abzustreifen, zumindest wenn die Fluidabstreifelemente (4) unwirksam sind.
  9. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (l) der Schaberelemente (5) wenigstens gleich dem Abstand (a), vorzugsweise größer als der Abstand (a) zwischen den Stützelementen (3) ist.
  10. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Schaberelemente (5) derart ausgebildet ist, daß sich zwischen dem Innenumfang des Walzenmantels (1) und dem gegen diesen gehaltenen Schaberelement (5) ein Keilspalt ergibt, so daß das Fluidabstreifelement (5) nur bei sich in einer Richtung drehendem Walzenmantel (1) wirksam ist, während es bei sich in der entgegengesetzten Richtung drehendem Walzenmantel (1) aufgrund des durch den Keilspalt bewirkten hydrodynamischen Effekts Fluid durchläßt.
  11. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Schaberelemente (5) durch eine am Joch (2) abgestützte Druckfeder (6) gegen den Innenumfang des Walzenmantels (1) gedrückt wird.
  12. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß den Fluidabstreifelementen (4) und / oder den Schaberelementen (5) wenigstens eine Fluidaufnahme (7) für einen schwerkraftunterstützten Fluidaustrag zugeordnet ist.
  13. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidaufnahme (7) zwischen zwei an der Oberseite des Jochs (2) vorgesehenen Leisten (21) gebildet ist und Fluid, das von den an der Oberseite des Jochs (2) vorgesehenen Fluidabstreifelementen (4) bzw. Schaberelementen (5) abgestreift wird, auffängt.
  14. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß den Fluidabstreifelementen (4) und / oder den Schaberelementen (5) wenigstens ein Luftablenkblech (20) vorgeschaltet ist, das mit dem Walzenmantel (1) einen Spalt bildet, der so bemessen ist, daß das vom Walzenmantel (1) mitgerissene Betriebsfluid hindurchgeht, jedoch nur wenig Grenzschichtluft, die innerhalb des Betriebsfluids von dem Walzenmantel (1) mitgerissen wurde.
  15. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt kleiner als 5mm ist.
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